Huellas del origen del Universo en las estrellas más viejas de la galaxia

MADRID 11 Nov. (EUROPA PRESS) -

Astrónomos de las universidades de Cambridge y Nacional de Australia han identificado algunas de las estrellas más viejas de nuestra galaxia.

Podrían contener pistas vitales acerca de los inicios del universo, incluyendo una indicación de cómo murieron las primeras estrellas. Sus hallazgos, detallados en un artículo publicado este miércoles en 'Nature', podrían ayudar a comprender cuánto ha cambiado el Universo en los últimos 13.700 millones de años.

Estas estrellas, que han estado en el centro de la Vía Láctea durante miles de millones de años, contienen muy bajas cantidades de metal: una de las estrellas es la más pobre en metales descubierta hasta ahora en el centro de nuestra galaxia. También poseen huellas químicas que indican que las primeras estrellas pudieron haber muerto en espectaculares muertes conocidas como hipernovas, que tenían diez veces más energía que una supernova normal.

Durante décadas, los astrónomos han estado tratando de determinar cómo era el Universo poco después del Big Bang y entender cómo se formaron las primeras estrellas y galaxias es crucial para este objetivo. Mientras que algunos astrónomos están buscando hacia el exterior galaxias a miles de millones de años luz de distancia para desentrañar este misterio, otros están mirando hacia adentro hacia el centro de nuestra galaxia.

En el centro de la Vía Láctea hay miles de millones de estrellas y los astrónomos están interesados en seleccionar las estrellas más viejas y averiguar su composición química y sus movimientos. Poco después del Big Bang, el Universo estaba enteramente compuesto solamente por hidrógeno, helio y pequeñas cantidades de litio.

Todos los otros elementos, como el oxígeno que respiramos o el sodio en la pasta de dientes, se han formado dentro de las estrellas o cuando mueren como supernovas. Esto ha llevado a los astrónomos a buscar estrellas extremadamente pobres en metales: estrellas con una gran cantidad de hidrógeno, pero muy poco de cualquier otro elemento.

Se había pensado que las primeras estrellas se formaron en el centro de la galaxia, donde los efectos de la gravedad son más fuertes, pero después de décadas de búsquedas, los astrónomos vieron que la mayoría de las estrellas en el centro de nuestra galaxia tienen un contenido de metal similar al de aquellas mucho más cercanas a nosotros. Mientras que las estrellas en el centro de la galaxia son aproximadamente 7.000 millones de años más viejas que el Sol, todavía no son lo suficientemente mayores para poder entender las condiciones que había en el Universo temprano.

Utilizando telescopios en Australia y Chile, los astrónomos pueden haber dado con una estrategia ganadora para encontrar las estrellas más antiguas de la galaxia. Estrellas con un bajo contenido de metales se ven ligeramente más azules que otras estrellas: una diferencia clave que se puede emplear para tamizar a través de los millones de estrellas en el centro de la Vía Láctea.

Mediante el uso de imágenes tomadas con el telescopio ANU SkyMapper en Australia, el equipo seleccionó 14.000 estrellas prometedoras para analizar con más detalle con un espectrógrafo de un telescopio más grande. Un espectrógrafo descompone la luz de la estrella, al igual que un prisma, permitiendo a los astrónomos hacer mediciones detalladas.

23 CANDIDATOS

Sus mejores 23 candidatos fueron muy pobres en metales, lo que llevó a los investigadores a un telescopio más grande en el desierto de Atacama en Chile. A partir de estos datos, el equipo identificó nueve estrellas con un contenido de metal de menos de una milésima parte de la cantidad observada en el Sol, una de ellas con una sola diezmilésima, convirtiéndose en la estrella más pobre en metales en el centro de la galaxia.

"Si se pudiera comprimir todo el hierro en el Sol con el tamaño de un puño, algunas de estas estrellas contendrían sólo un pequeño guijarro", dice el doctor Andrew Casey, del Instituto de Astronomía de Cambridge, uno de los co-autores del estudio. "Son tipos de estrellas muy, muy diferentes", añade.

Sin embargo, saber que estas estrellas tienen bajas cantidades de metal no fue suficiente para tener la certeza de que se formaron muy temprano en el Universo. Podrían ser estrellas que se crearon mucho más tarde en otras partes de la galaxia que no eran tan densas y justo están ahora pasando por el centro. Para separar esas posibilidades, los investigadores midieron las distancias y emplearon mediciones precisas del movimiento de las estrellas en el cielo para predecir cómo se movían las estrellas y donde habían estado en el pasado.

Estos expertos encontraron que mientras algunas estrellas estaban simplemente de paso, siete de ellas habían pasado toda su vida en el centro de nuestra galaxia. Las simulaciones por ordenador sugieren que estrellas como éstas deben haberse formado en el universo temprano. "Hay tantas estrellas en el centro de nuestra galaxia que la búsqueda de estas estrellas realmente raras es como buscar una aguja en un pajar --afirma Casey--. Pero si seleccionamos estas estrellas en el camino correcto, es como quemar la finca y recoger las agujas con un imán".

Cuando las primeras estrellas en la galaxia murieron, dejaron una firma química en la generación de estrellas detectadas en este último estudio. Esta huella química sugiere que las primeras estrellas pudieron haber muerto en espectaculares muertes conocidas como hipernovas, una explosión con diez veces más energía que una supernova normal. Esto haría de ellas una de las cosas más energéticas del Universo y muy diferente de los tipos de explosiones estelares que se ven hoy.

"Este trabajo confirma que hay estrellas antiguas en el centro de nuestra galaxia. La firma química impresa en esas estrellas nos habla de una época en el Universo que es de otra manera completamente inaccesible --destaca Casey--. El Universo era probablemente muy diferente al principio, pero para saber en qué medida, realmente sólo tenemos que encontrar más de estas estrellas: más agujas en pajares más grandes".